(57)【要約】【課題】加工コストが低く、かつ加工時間が短いフライホイルを有する磁石発電機およびその製造方法を提供する。【解決手段】カップ状にプレス成形されたフライホイル３と、フライホイル３の内周面に設けられた複数個の磁石４と、を備え、フライホイル３の外周面には、回転信号を検出するためのリラクタンス突起１１が複数個設けられた磁石発電機であって、リラクタンス突起１１は、フライホイル３の開口端部１０が径方向に拡大して形成されているものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ状にプレス成形されたフライホイルと、
前記フライホイルの内周面に設けられた複数個の磁石と
を備え、
前記フライホイルの外周面には、回転信号を検出するためのリラクタンス突起が複数個設けられた磁石発電機であって、
前記リラクタンス突起は、前記フライホイルの開口端部が径方向に拡大して形成されていることを特徴とする磁石発電機。
【請求項２】
前記リラクタンス突起の前記軸線方向の長さＬｔと、前記フライホイルの軸線方向の長さＬとは、０＜Ｌｔ≦Ｌ＊０．７５の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の磁石発電機。
【請求項３】
前記フライホイルの経線に対する前記リラクタンス突起の立ち上がり部の角度θ１は、０°≦θ１≦４５°であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁石発電機。
【請求項４】
前記リラクタンス突起は、隣接した前記磁石の間に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の磁石発電機。
【請求項５】
前記フライホイルと、前記フライホイルを回転させるシャフトと接続されるボスとが一体成形されていることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の磁石発電機。
【請求項６】
前記リラクタンス突起の数は、２４個以下であることを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載の磁石発電機。
【請求項７】
請求項１に記載の磁石発電機の製造方法であって、
前記フライホイルをカップ状にプレス成形する第１の工程と、
前記リラクタンス突起をプレス成形する第２の工程と
を含むことを特徴とする磁石発電機の製造方法。
【請求項８】
前記第１の工程と前記第２の工程とは、同時に行われることを特徴とする請求項７に記載の磁石発電機の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の磁石発電機の製造方法であって、
予備成形用の予備金型を用いて前記フライホイルを予備プレス成形する工程と、
その後、本成形用の本金型を用いて前記予備成形された前記フライホイルを本プレス成形する工程と
を含むことを特徴とする磁石発電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外周面に回転信号を検出するためのリラクタンス突起が設けられたフライホイルを備えた磁石発電機およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の磁石発電機用回転子のトリガピース打ち出し装置は、椀形状に形成されて中央部に回転軸支持用のボスが一体成形されたヨーク（本発明の「フライホイル」に相当する）の外周側に回転角度検出用のトリガピース（本発明の「リラクタンス突起」に相当する）を打ち出す装置であって、ベースに固定されている固定パンチと、プレス装置のプランジャに連結されているダイとを備えている。
固定パンチは、ヨークの内周面のほぼ半周の内周面と当接可能な円環部と、トリガピースに対応した大きさで円環部の外周側に膨出形成されている突起部とを有している。
ダイは、ヨークの外周面の一部に当接可能な支持部を有しており、支持部の中央部には、突起部と係合可能な凹部が没設されている。
ここで、固定パンチにヨークを固定して突起部と凹部とを対向させ、プレス装置のプランジャによってダイをヨークの径方向に沿って移動させることにより、ヨークの外周側にトリガピースが打ち出されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−５０９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の磁石発電機用回転子のトリガピース打ち出し装置では、固定パンチにヨークを固定して、トリガピースの数と同じ回数のプレス成形を行う必要がある。
また、近年、内燃機関の出力あるいは排気ガスの量を精密に制御するために、内燃機関のシャフトの回転角度等の回転信号をより細かい範囲で検出する必要があり、トリガピースの数が多くなっている。
そのため、トリガピースを打ち出すためのプレス成形の回数が多くなり、フライホイルの加工コストが高くなるとともに、加工時間が長くなるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、加工コストが低く、かつ加工時間が短いフライホイルを有する磁石発電機およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る磁石発電機およびその製造方法は、カップ状にプレス成形されたフライホイルと、フライホイルの内周面に設けられた複数個の磁石とを備え、フライホイルの外周面には、回転信号を検出するためのリラクタンス突起が複数個設けられた磁石発電機であって、リラクタンス突起は、フライホイルの開口端部が径方向に拡大して形成されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の磁石発電機およびその製造方法によれば、フライホイルの開口端部を径方向に拡大させてリラクタンス突起を形成することにより、容易にリラクタンス突起を形成することができるので、フライホイルの加工コストを低減することができ、加工時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る磁石発電機の回転子１と信号用ピックアップ２とを示す正面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【００１０】
図において、この回転子１は、板状の鉄板をプレス成形してカップ状に形成したフライホイル３を有している。フライホイル３の内周面には、界磁用の磁石４が周方向に４つ配置されている。磁石４の内周面には、常磁性あるいは非磁性の薄状板材を円筒形にプレス成形した磁石保護環５が配置されている。磁石４は、磁石保護環５によって位置決めされている。
フライホイル３と磁石保護環５との間には、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂６が充填されている。フライホイル３、磁石４および磁石保護環５は、熱可塑性樹脂６が加熱されて固化することによって互いに固定されている。
【００１１】
また、フライホイル３には、フライホイル３を回転させる図示しない内燃機関のシャフトと接続されるボス７が設けられている。フライホイル３とボス７とは、リベット８を用いて互いに固着されている。ボス７は、テーパ部９を有しており、テーパ部９でシャフトと嵌合している。
【００１２】
磁石保護環５の内周側には、磁石保護環５から所定のエアギャップを介して、磁石発電機の固定側である図示しない電機子が配置されている。電機子は、複数の突起部が設けられたコアを有しており、各々の突起部には、マグネットワイヤが巻回されている。
【００１３】
フライホイル３の外周面には、プレス成形によってフライホイル３の開口端部１０を径方向に拡大してリラクタンス突起１１が形成されている。リラクタンス突起１１は、フライホイル３の回転角度や回転速度等の回転信号の検出に用いられる。
リラクタンス突起１１の外周側には、リラクタンス突起１１から所定のエアギャップを介して、回転子１の回転信号を検出する信号用ピックアップ２が設けられている。
信号用ピックアップ２は、図示しない磁石と、この磁石に直列に接続され、マグネットワイヤが巻回された図示しないコアとを有している。
【００１４】
ここで、リラクタンス突起１１をプレス成形する工程（第２の工程）と、フライホイル３をカップ状にプレス成形する工程（第１の工程）とは、一つの金型を用いて同時に行われている。リラクタンス突起１１は、フライホイル３の開口端部１０が径方向に拡大して形成されているので、フライホイル３をカップ状にプレス成形する工程と同時に行うことができる。
【００１５】
ここで、リラクタンス突起１１は、隣接した磁石４の間に形成されている。
リラクタンス突起１１は、フライホイル３の開口端部１０が径方向に拡大して形成されているため、リラクタンス突起１１の数が多くなるにつれて、磁石４がフライホイル３の内周面と接する面積が小さくなり、磁石４とフライホイル３の内周面との空隙が大きくなる。この空隙は、磁束が通過する際の抵抗となり、通過磁束量が少なくなり、磁石発電機の出力が低下する可能性がある。
そのため、本実施の形態では、上記の空隙による磁束量の減少を低減するために、リラクタンス突起１１を隣接した磁石４の間に形成している。
【００１６】
図３は、この発明の実施の形態１に係る磁石発電機のリラクタンス突起１１を２４個有するフライホイル３を示す正面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
図において、リラクタンス突起１１の軸線方向の長さＬｔは、フライホイル３の軸線方向の長さＬに対して、０＜Ｌｔ≦Ｌ＊０．７５の関係を満たすように設定されている。
長さＬｔは、信号用ピックアップ２との間でリラクタンスの変化を検出できる程度の大きさを有していれば、その長さに特別な制限はなく、長さＬｔとフライホイル３の軸線方向の長さＬとを等しくしても問題は生じない。
しかしながら、長さＬｔを長くすると、加工長が長くなるため、プレスの圧力を高くする必要があり、高い能力を有するプレス機が必要となる。また、プレスの圧力が大きくなるため、金型の寿命が短くなる。
そのため、本実施の形態では、プレス機の能力および金型の寿命を考慮して、長さＬｔを上記の範囲に設定している。
【００１７】
また、フライホイル３の経線に対するリラクタンス突起１１の立ち上がり部の角度θ１は、０°≦θ１≦４５°の範囲内に設定されている。
リラクタンス突起１１の立ち上がり部の角度θ１は、高い精度で回転信号を検出するために、鋭角な突起を有していることが望ましい。すなわち、角度θ１は、０°に近い方がよく、フライホイル３の内周側の角度θ２も０°に近い方がよい。
しかしながら、角度θ１を小さくすると、加工長が長くなるため、上記と同様に高い能力を有するプレス機が必要となり、金型の寿命も短くなる。
そのため、本実施の形態では、プレス機の能力、金型の寿命および回転信号の検出精度を考慮して、角度θ１を上記の範囲に設定している。
【００１８】
また、リラクタンス突起１１は、図１ではフライホイル３の外周面に３０°おきに１１個、図３では１５°おきに２４個形成されている。なお、図１では、基準位置を設定するためにリラクタンス突起１１が１個省略されている。
リラクタンス突起１１の数は、細かい範囲で回転信号を検出するために、多く形成されることが望ましい。
しかしながら、リラクタンス突起１１の数を多くすると、加工箇所が多くなるため、上記と同様に高い能力を有するプレス機が必要となり、金型の寿命も短くなる。
そのため、本実施の形態では、プレス機の能力および金型の寿命を考慮して、リラクタンス突起１１の数の上限を２４個としている。
【００１９】
以下、上記構成の磁石発電機についての動作を説明する。
まず、内燃機関の駆動によってシャフトが回転すると、シャフトに接続された回転子１が回転される。
続いて、回転子１が回転することによって、電機子のコアを通過する磁束量に変化が生じ、電機子のコアに交流電力が発生される。
磁石発電機で発生された交流電力は、図示しない整流器であるレクチファイヤーによって整流され、図示しないバッテリに充電される。
【００２０】
また、回転子１が回転することによって、リラクタンス突起１１が信号用ピックアップ２を横切り、信号用ピックアップ２のコアを通過する磁束量に変化が生じ、信号用ピックアップ２のコアに電圧が発生される。
ここで、回転子１が１回転すると、信号用ピックアップ２のコアには、リラクタンス突起１１の数と同数の正負の急峻な交流電力が発生される。
発生された交流電力は、信号用ピックアップ２に接続された図示しない電子用制御ユニットに入力され、この入力に基づいて点火時期あるいは燃料噴射量が制御される。
【００２１】
この発明の実施の形態１に係る磁石発電機によれば、フライホイル３をカップ状にプレス成形する際に、同時にフライホイル３の開口端部１０を径方向に拡大させてリラクタンス突起１１をプレス成形することにより、容易にリラクタンス突起１１を形成することができるので、フライホイル３の加工コストを低減することができ、加工時間を短縮することができる。
【００２２】
また、リラクタンス突起１１の軸線方向の長さＬｔは、フライホイル３の軸線方向の長さＬに対して、０＜Ｌｔ≦Ｌ＊０．７５の関係を満たすように設定されている。
また、フライホイル３の経線に対するリラクタンス突起１１の立ち上がり部の角度θ１は、０°≦θ１≦４５°の範囲内に設定されている。
また、リラクタンス突起１１の数は、２４個以下とされている。
従って、プレスの圧力を高くする必要がなく、フライホイル３の加工性をさらに向上させることができる。
【００２３】
また、リラクタンス突起１１は、隣接した磁石４の間に設けられている。
そのため、磁石４の内部を通過する磁束量の減少を低減し、磁石発電機の発生出力の低下を補償することができる。
【００２４】
なお、上記実施の形態１では、ボス７はフライホイル３にリベット８により固着されていると説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、図５に示すように、フライホイル３とボス７とが一体成形されたボスフライホイル１２を用いてもよい。
このものの場合、フライホイル３とボス７とを固着する必要がなく、回転子１の加工性をさらに向上させることができる。
【００２５】
また、上記実施の形態１では、磁石４は樹脂で固定されているとしたが、勿論このものに限定されるものではなく、磁石４は接着剤で固定されていてもよいし、ネジ止めされていてもよい。
このものの場合も、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
また、上記実施の形態１では、リラクタンス突起１１を有するフライホイル３は、一度のプレス成形で形成されるとしたが、フライホイル３は、複数回のプレス成形を経て形成されてもよい。複数回のプレス成形を経てフライホイル３を形成する方法として、以下の２通りの方法が挙げられる。
【００２７】
まず、第１の方法として、フライホイル３をカップ状にプレス成形する工程（第１の工程）とリラクタンス突起１１をプレス成形する工程（第２の工程）を含むものが挙げられる。
このものの場合、１回のプレス成形でリラクタンス突起１１が形成されたフライホイル３を形成することはできないが、リラクタンス突起１１の数と同じ回数のプレス成形を行う場合と比較して、フライホイル３の加工コストを低減することができ、加工時間を短縮することができる。
【００２８】
次に、第２の方法として、予備金型を用いてフライホイル３を予備プレス成形する工程と、本金型を用いて予備プレス成形したフライホイル３を本プレス成形する工程とを含むものが挙げられる。
このものの場合も、１回のプレス成形でリラクタンス突起１１が形成されたフライホイル３を形成することはできないが、上記第１の方法と同様にフライホイル３の加工コストを低減することができ、加工時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る磁石発電機の回転子と信号用ピックアップとを示す正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った矢視断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る磁石発電機のリラクタンス突起を２４個有するフライホイルを示す正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る磁石発電機において、フライホイルとボスとが一体成形されたボスフライホイルを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  回転子、３  フライホイル、４  磁石、７  ボス、１０  開口端部、１１  リラクタンス突起。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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